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编号:10502942
超速起搏预适应(早期及延迟相)缩小在体兔的心梗范围
http://www.100md.com 《心血管康复医学杂志》 2000年第5期
     超速起搏预适应(早期及延迟相)缩小在体兔的心梗范围

    吴黎明 林晓红 蓝玉福 王一波

     摘 要 目的:观察超速起搏预适应(早期及延迟相)是否缩小在体兔的心梗范围。方法:将48只健康家兔分为正常对照组(C组)、缺血再灌注组(IR组)、起搏预适应组(PP组)和延迟保护作用组(DP组)。观察组缺血再灌注时心肌超微结构的变化并测定心肌梗死范围。结果:(1)PP组和DP组心肌细胞超微结构损伤较IR组明显减轻;(2)IR组、PP组和DP组的梗死区范围分别为42.4%,16.7%和22.4%;PP、DP组的梗死范围分别减少约60%、47%(均P<0.01)。结论:超速起搏预适应(早期及延迟相)均明显减少在体兔缺血再灌注时的心肌细胞超微结构损伤和心梗范围。
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    关键词:超速起搏预适应;心肌超微结构;心梗范围

    1991年Vegh等[1]首次提出了超速起搏预适应(overdriving pacing preconditioning)概念,其心肌保护作用已在动物缺血再灌注模型上得到证实[2,3],成为国外近年心肌预适应研究的热点之一。国外对超速起搏预适应的观察主要集中于即刻出现的早期保护(early protection,EP)作用;而对其后约20~24小时出现的延迟保护(delayed protection,DP)作用则罕有研究[4];目前国内尚无这方面的报道。本试验建立了超速起搏预适应的在体动物模型,观察了其对心肌超微结构和梗死范围的影响,初步报道如下。

    1 材料和方法

    1.1对象
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    48只健康家兔(2~2.5kg,福建医大实验动物中心提供,雌雄不拘)随机分为:(1)正常组(假手术组、C组,n=12):开胸后仅用3/0涤纶线从左前降支下穿过而不结扎;(2)缺血再灌注组(IR组,n=12):开胸后用3/0涤纶线结扎左前降支,致缺血30分钟后再灌注60分钟;(3)超速起搏预适应早期组(PP组,n=12):从兔耳缘静脉推注戊巴比妥钠30mg/kg使麻醉,暴露右颈内静脉,远心端结扎,F5双极起搏电级插入右心室,导线尾部正极接于电生理刺激仪刺激脉冲输出线正极,负极与脉冲输出线的负极及心电图的胸导连接,记录心内膜心电图。手术结束稳定10~15分钟后开始实验。以500次/分起搏5分钟,间隔5分钟,重复3次后再重复IR组步骤;(4)超速起搏预适应延迟保护组(DP组,n=12):超速起搏预适应后撤去起搏导线,结扎右颈静脉,静脉推注青霉素10万单位/kg,缝合颈部切口。24小时后重复IR组步骤。所有动物均给予静脉肝素钠(500U/kg)抗凝。

    1.2 方法
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    1.2.1 测定指标:(1)血流动力学:全过程均以心电监视仪及生理压力测试仪检测实验动物的心率(HR)及平均动脉压(MAP),于缺血前,缺血5、15、30分钟及再灌注、超速起搏预适应时分别记录心电图(Ⅱ导联)及MAP值;(2)心肌超微结构观察:各组于实验结束后取缺血中心区的心肌组织均1×1×1 mm3,以戊二醛、多聚甲醛混合液作预固定;1%锇酸液固定;逐级乙醇、丙酮脱水;环氧树脂618包埋;超薄切片用醋酸铀、枸橼酸铅染色;在HU-12A电子显微镜下观察心肌组织的超微结构;(3)心肌梗死范围测定:以伊文思兰+氯化硝基四氮唑兰双染色,用称重法[7]测定梗死范围。于再灌注末期,再次拉紧闭环使冠脉闭塞。从静脉导管注入5%伊文思兰1ml,处死动物后将心脏置4℃冰箱,30分钟后取出。将其均匀切为7~8片,灌注区染为蓝色,非灌注区不染色。将未染色区置于pH 7.4、1g/L的溶液中,并放于37℃恒温水温箱孵育20分钟,坏死区因无脱氢酶故不染色,未坏死区含完整脱氢酶故染为紫蓝色。蓝色、紫蓝色区和与未染色区之和即为心脏总重量;蓝色、紫蓝色区之和为危险区;未染色区为梗死区;梗死范围以梗死区在危险区所占百分比表示。
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    1.3 统计学数据处理

    全部实验数据均以均数+标准差(X±s)表示,采用SPSS统计软件包进行两组资料t检验。

    2 结 果

    2.1心率、平均动脉压

    IR、PP、DP组各时相点的HR、MAP均较对照组、缺血前明显降低,有显著差异。PP、DP组的HR、MAP于缺血30分钟、再灌注15、30分钟较IR组升高,有显著差异。PP、DP组的同时点HR、MAP无显著差异。

    2.2 心肌超微结构变化

    各组心肌超微结构变化见图1~4。

    2.3 心肌梗死范围

, 百拇医药     IR组、PP组及DP组心脏总重量、危险区重量差别无显著性,但IR组梗死范围(梗死区/危险区×100%)约42.4%;PP、DP组较IR组分别减少约60%、47%,详见表1。t1101.gif (43302 bytes)

    图1 C组心室肌超微结构(横切面×14000)

    线粒体多而密集,嵴长而密集,排列整齐;肌丝排列整齐;内质网无扩张;糖原颗粒丰富;肌节结构清晰;细胞核完整。

    表1 各组再灌注后参数比较(X±s)

    心脏总重

    (mg)

, 百拇医药     危险区重量

    (mg)

    梗死区重量

    (mg)

    梗死范围

    (%)

    IR组

    4056.2±96.86

    1042.4±50.18

    441.3±31.03

    42.4±3.6

    PP组

, 百拇医药     4071.8±115.49

    1043.9±42.96

    175.7±41.8**

    16.7±1.2**

    DP组

    4079.1±95.7

    1086.3±84.72

    242.9±31.88**△△

    22.4±3.1**△△

    注:与IR组同时点比较 **P<0.01,与PP组同时点比较 △△ P<0.01。t1201.gif (37494 bytes)
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    图2 IR组缺血心室肌超微结构(横切面×12000)

    线粒体数量减少,多数固缩,嵴排列紊乱、断裂、扭曲或粘连,有的变短甚至消失,部分线粒体呈空泡;内质网轻至中度扩张;糖原颗粒减少;肌丝呈多灶性溶解;细胞核密度增高;肌细胞间水肿较明显。t1202.gif (36850 bytes)

    图3 PP组缺血心室肌超微结构(纵切面×16000)

    少数线粒体轻、中度固缩或肿胀,嵴排列尚整齐,偶见断裂;肌节清晰,可见小灶性肌丝溶解;内质网轻度扩张;仍可见糖原颗粒;肌纤维排列尚整齐。

    3 讨 论

    1986年Murry等所阐述的缺血预适应对心肌的保护效应(反复短暂缺血发作可使心脏在后续时间里得到保护),已在多种、属动物试验及临床观察得到证实,并逐渐演化出多种预适应方式,其中超速起搏预适应(overdriving pacing preconditioning )所致即刻心肌保护作用较之缺血、热休克、缺氧等预适应方式,具有试验方法简单、可靠,减轻缺血预适应自身的损伤性及能消除其自身致心律失常作用等优点[1,4,6],颇引人注目。Yamashita等[8]经观察开胸犬行经典缺血预适应全过程后指出,预适应对心肌保护作用存在两个不连续时相:早期保护相(early protection,PP)和延迟保护相(delayed protection,DP);前者作用即刻出现,1~3小时消失;后者20~24小时出现,72小时基本消失。缺血预适应所致这t1301.gif (35928 bytes)
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    图4 DP组缺血心室肌超微结构(纵切面×16000)

    线粒体密度增高,线粒体嵴排列尚整齐;肌节周期性结构清晰,可见小灶性肌丝溶解;内质网轻至中度肿胀;细胞核尚正常,糖原颗粒丰富。种起效慢而持久的延迟心肌保护作用已为多种动物实验结果所证实。[7,9]但超速起搏预适应是否也产生类似的延迟保护相,国外仅有零星报道[4],国内则尚无此类研究。

    本试验对兔的右心室行超速起搏(500次/分×5分钟,间隔5分钟×3次重复),对左前降支分别于即刻和其后24小时持续缺血30分钟后复灌60分钟,成功地建立了超速起搏在体动物模型并模拟出PP和DP现象,观察了缺血再灌注损伤时血流动力学和心肌超微机构的改变,测定了各组的心梗范围。我们的观察结果表明:3个试验组缺血、再灌注期的HR和MAP均较试验前明显降低,亦较C组明显降低,此无疑为缺血、再灌注损伤兔的窦房结功能,使心肌收缩机能减退所致。但PP组和DP组的HR和MAP却较单纯组IR呈上升趋势,推测为超速起搏预适应减轻心肌超微结构损伤和缩小心梗范围所致。
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    笔者曾报道在体兔左冠脉缺血预适应可减轻心肌缺血再灌注损伤[5],本试验PP、DP组梗死范围分别较IR组减少60%、47%,再次证实心肌缺血预适应可减少心梗范围和减轻心肌超微结构损伤。兔缺血再灌注期心肌超微结构损伤的重要表现为心室缺血中心区多数细胞呈不可逆坏死,主要为线粒体的不可逆损伤;而心室超速起搏预适应无论是PP还是DP,均较单纯IR组明显减低心肌超微结构损伤,主要机理可能与超速起搏预适应拮抗超氧阴离子与一氧化氮反应生成物——过氧亚硝酸阴离子(ONOO-)相关,逆转了以下病理过程[10,11]:(1)调节线粒体钙稳态,恢复胞浆钙正常浓度而延缓细胞坏死。(2)恢复受阻抑的线粒体电子传递环节。(3)加强线粒体的抗氧化体系及氧化应激的自我保护。(4)改变膜通透性而减轻线粒体内小分子外流。从而减少氧自由基的产生,提高心肌对缺氧的耐受性,拯救部分濒危的心肌细胞,缩小梗死范围。

    吴黎明(福建医科大学附属协和医院,福建省福州市,350001)
, 百拇医药
    林晓红(福建医科大学附属协和医院,福建省福州市,350001)

    蓝玉福(福建医科大学附属协和医院,福建省福州市,350001)

    王一波(福建医科大学附属协和医院,福建省福州市,350001)

    参考文献

    1,Vegh A,Szekers L,Parratt JR.Transient ischemia induced by rapid cardiac pacing results in myocardial preconditioning.Cardiovasc Res, 1991,25:1051~1053

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, 百拇医药
    3,Ferdinandy P,Sivassy Z,Koltai M,et al.Ventricular overdrive-induced preconditioning and no-flow ischemia-induc preconditionig in isolated working rat hearts.J Cardiovasc Pharmacol,1995,25:97~104

    4,Vegh A Papp JG,Parratt JR. Prevention by dexamethasone of the marked antiarrhythmic effects of preconditioning induced 20h after rapid pacing Br J Pharmacol,1994,114:1081-1082

    5,吴黎明,蓝玉福,张飞龙,等.缺血预处理再灌注心律失常及冠状窦血浆内皮素含量的影响.中国心血管杂志,1998,3(5):677~678
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    8,Yamashita N, Kuzuyu T,Hsoshida S,et al.Relationship between time interval from preconditioning to sustained ischemia and its effects on limiting infarct size.J Mol Cell Cardial,1992,24(suppl):s 150
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